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세계적인 디지털화로 반도체 시장이 급성장하고 있습니다. 전 세계 반도체 매출은 2022년 5,740억 달러에 도달했으며(영문자료) 미국 반도체 기업들이 그 중 2,750억 달러를 차지합니다. 매출은 2030년까지 매년 6%~8% 성장할 것으로 예상됩니다(영문자료). 이러한 성장과 함께 반도체 칩 제조와 관련된 핵심 공정에 대한 도전 과제도 등장했습니다. 이러한 핵심 공정 중 하나가 바로 전자 설계 자동화(EDA)입니다.

제조업체가 어려움에 직면하면 공급망에도 차질이 생기기 때문에, 이러한 과제를 해결하는 것은 매우 중요합니다. 칩 공급 부족으로 인해(영문자료) 제조업체들은 칩 설계 프로세스를 가속화하기 위해 EDA 워크로드의 속도를 높여야 합니다. EDA 워크로드에 최적화된 고성능 스토리지는 칩 설계를 획기적으로 가속화하여 궁극적으로 새로운 반도체 제품을 더 빠르게 출시할 수 있도록 지원합니다.

EDA란 무엇이며, 왜 중요한지, 그리고 EDA 기반 반도체 칩 제조업체가 직면한 도전 과제는 무엇이며, 현대적인 데이터 스토리지와 데이터 관리가 어떻게 다양한 방식으로 이러한 도전 과제를 해결해주는지 더 자세히 알아보겠습니다.

EDA란?

전자 컴퓨터 지원 설계(ECAD)라고도 불리는 전자 설계 자동화(EDA)는 반도체 칩의 제조, 분석 및 테스트에 사용되는 소프트웨어, 하드웨어 및 서비스의 카테고리입니다. EDA 툴은 반도체 칩을 훨씬 쉽게 설계할 수 있게 해 줍니다. 반도체 칩에는 보통 수십억 개의 부품이 들어가며, 반도체의 집적도가 2년마다 2배로 늘어난다는 무어의 법칙에 따라 부품은 계속 추가됩니다.

EDA 솔루션이 왜 중요할까요?

EDA 툴은 다음과 같은 이유로 반도체 칩 제조에서 중요한 역할을 합니다.

  • EDA 툴은 반도체 제조 공정을 점검하여 필요한 성능과 집적도를 보장하는 데 사용됩니다. EDA의 이러한 부분을 기술 컴퓨터 지원 설계(TCAD)라고 합니다.
  • EDA 솔루션은 설계가 모든 제조 공정 요구사항을 충족할 수 있는지를 검증합니다. 설계 결함은 안정성 위험, 용량 감소 및 오작동으로 이어질 수 있습니다.
  • EDA 툴은 반도체 칩이 제조된 후 수명 기간 동안 예상대로 계속 작동하는지 모니터링하는 데도 사용됩니다.

EDA 공급업체의 도전과제

EDA 툴과 솔루션의 작동은 데이터에 크게 의존합니다. 다른 모든 데이터 관련 툴과 마찬가지로 EDA 솔루션은 처리해야 할 데이터가 점점 더 많아지고 데이터 처리 요구사항이 빨라지는 문제에 직면해 있습니다. 이러한 문제는 리소스와 비용 문제로 이어지며, 궁극적으로 이니셔티브의 성패와 연결됩니다.

특히 EDA 공급업체는 다음과 같은 문제에 직면해 있습니다.

  • 시장 출시 시간.개발 주기가 짧아지고 있어, 많은 EDA 공급업체는 경쟁업체를 따라잡지 못하고 있습니다. 빌드와 회귀에 시간이 너무 오래 걸립니다.
  • 복잡한 관리로 생산성 저하.IT 팀은 리소스가 매우 제한적이며 칩 설계자의 요구에 보조를 맞춰야 합니다.
  • 레거시 스토리지에서 실행되는 애플리케이션 인프라의 비용 증가. IT 부서는 더 큰 확장성을 위해 인프라를 오버 프로비저닝해 불필요한 비용을 지출하고 있습니다.
  • 설계 및 제조 과정에서 컴퓨팅 리소스 폭증. 이로 인해 막대한 투자가 필요하게 되었습니다. 10nm 미만의 칩 설계는 이제 기본입니다. 이러한 과정은 워크플로우의 여러 단계에서 방대한 양의 파일을 생성하며, 이러한 파일에는 고성능, 대용량 데이터 스토리지가 필요합니다. 검증 및 시뮬레이션 작업의 완료 시간을 예측할 수 없게 되었습니다. SSD 기반 스토리지는 레이턴시가 짧은 워크로드를 대규모로 실행해야 하는 요구사항을 충족할 수 없습니다.

이 모든 것을 고려할 때 EDA 공급업체와 제조업체가 데이터 관련 비용과 공정으로 인해 고전하고 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

증가하는 설계의 복잡성, 온디맨드 컴퓨팅 요구사항, 산업 통합, 설계 워크로드를 위한 하이브리드 클라우드 사용으로 인해 EDA 공급업체는 업무 방식을 재고해야 하는 상황에 직면했습니다.

EDA 공급업체는 어떻게

…빌드, 회귀 및 테이프아웃 주기를 가속화할 수 있을까요?

…스토리지 용량을 오버 프로비저닝하거나 성능을 저하시키지 않고 더 많은 EDA 워크로드를 병렬로 실행할 수 있을까요?

…10nm 미만의 칩의 설계 및 테이프아웃을 위해 EDA 환경에서 규모와 시스템의 복잡성을 관리할 수 있을까요?

…짧은 레이턴시로 높은 IOPS와 대역폭을 요구하는 EDA 워크로드(빌드, 시뮬레이션, 검증, 테스트 및 테이프아웃)를 실행할 수 있을까요?

…동일한 인프라에서 여러 설계 또는 테이프아웃 프로젝트를 동시에 실행하여 예측 가능한 결과를 얻을 수 있을까요?

…대규모 메타데이터 연산에 대해 0.06밀리초의 응답 시간을 확보할 수 있을까요?

…작업 완료 시간을 단축하고 새 프로젝트의 온보딩을 가속화하여 EDA 툴 라이선스 활용을 최적화하고 비용을 절감할 수 있을까요?

라이브러리 같은 공유 데이터를 프로젝트 디렉터리에 유지하고 여러 테이프아웃에 대한 전체 설계 워크플로우의 속도를 높일 수 있을까요?

모듈식 아키텍처를 파드로 사용하여 비용을 낮추고 랙 공간당 성능을 극대화하며 탄소 배출량을 줄일 수 있을까요?

스토리지 인지 작업 스케줄링을 활용하여 대기열로 보내진 작업의 실패 또는 속도 저하를 방지할 수 있을까요?

그 답은? 퓨어스토리지입니다. 퓨어스토리지는 위의 모든 것을 지원할 수 있습니다.

퓨어스토리지가 EDA 공급업체를 지원하는 방법 

기존 스토리지 아키텍처는 오늘날의 EDA 워크로드(영문자료)의 I/O 요구사항을 충족하기 어렵습니다. 동시성 수요가 높으면 포화 상태가 되거나 확장성이 떨어집니다. EDA 툴이 사용하는 고성능 컴퓨팅(HPC) 워크로드는 설계 및 제조 공정을 위해 대기열에서 상시 작업을 실행하기 때문에 상당한 양의 컴퓨팅 리소스가 필요합니다. 따라서 반도체 조직은 칩 설계 공정을 가속화하고 출시 기간을 단축하기 위해 온디맨드 방식으로 인프라를 프로비저닝할 수 있어야 합니다.

퓨어스토리지의 플래시블레이드//S(FlashBlade//S)는 더 많은 반도체 설계 프로젝트를 병렬로 실행하여 EDA 빌드, 회귀 및 테이프아웃 주기를 가속화합니다. 플래시블레이드//S는 파일 수가 많고 IOPS와 처리량이 높은 워크로드에 짧은 레이턴시를 제공합니다.

플래시블레이드//S의 모듈식 아키텍처를 사용하면 랙 공간당 최대 성능으로 필요에 따라 스토리지나 컴퓨팅을 독립적으로 추가할 수 있습니다. 따라서 확장성이 향상되고 오버 프로비저닝이 제거됩니다.

플래시블레이드//S는 스토리지 인지 작업 스케줄링과 다이렉트플래시(DirectFlash) 기술을 사용하는 예측 가능한 올플래시 스토리지를 제공합니다. 작업 완료 시간을 최대 50%까지 단축하여 더 많은 프로젝트를 실행하고, 소프트웨어 툴 라이선스의 가치를 극대화하여, 총 비용을 절감하고 출시 기간을 단축할 수 있습니다.

퓨어스토리지의 플래시블레이드//S가 EDA 워크로드를 가속화하는 법(영문자료)을 자세히 알아보세요.

특히 플래시블레이드//S는 EDA 공급업체에 다음과 같은 이점을 제공합니다.

  1. 칩 설계 주기 가속화

퓨어스토리지는 칩 설계 워크플로우를 최적화하여 출시 시간을 단축하고 장애를 최소화하면서 작업 완료 시간을 줄이는 데 도움을 줍니다. 또한 컴퓨팅 집적도를 극대화하고 동시 작업 완료율을 높이는 데도 도움이 됩니다.

  1. 신속한 애자일 개발

퓨어스토리지를 사용하면 소프트웨어 개발자의 생산성을 높이고 더 많은 비즈니스 및 운영 이점을 누리며 통합 설계 툴로 인프라 효율성을 높일 수 있습니다. 스토리지를 오버 프로비저닝하거나 성능을 저하시키지 않고 더 많은 EDA 워크로드를 병렬로 실행할 수 있습니다.

  1. 컴퓨팅과 스토리지의 분리

퓨어스토리지를 사용하면 컴퓨팅과 스토리지에 대한 투자를 최대한 활용할 수 있으므로 훨씬 높은 IOP 대 용량 비율을 얻을 수 있습니다. 확장성이 제한적이고 비용이 많이 드는 스토리지급 메모리를 사용하는 경쟁 제품에 비해 읽기 성능이 훨씬 높고 효과적입니다.

  1. 탄력적인 하이브리드 클라우드 아키텍처

퓨어스토리지는 연결된 스토리지 하이브리드 클라우드 솔루션을 통해 Microsoft Azure 기반 EDA에 강력한 HPC 역량을 제공하여, 향상된 엔지니어링 생산성, 확장 가능한 성능 및 용량, 데이터 절감을 통한 비용 효율성, 장애 발생 시 보다 빠른 데이터 복구, 최적화된 EDA 툴 라이선스 비용, 데이터 보안 및 주권을 지원합니다.

  1. 비용 절감 및 효율성 향상

퓨어스토리지를 사용하면 EDA 소프트웨어 라이선스를 최적화하여 비용을 절감하고 데이터 및 데이터센터 설치 공간을 절감하여 효율성을 높일 수 있습니다.

  1. 통합 및 가시성

퓨어스토리지는 단일 창에서 모든 엔드포인트를 모니터링하고 보고할 수 있으며, 메트릭 데이터를 장기간 보존하고 Prometheus와 Datadog 같은 모니터링 툴에 연결할 수 있습니다. 퓨어스토리지는 또한 EDA 워크플로우를 프로비저닝하고 통합하기 위한 REST API를 제공합니다.

플래시블레이드로 EDA 워크플로우를 가속화하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.

고객 사례: Silicon Labs

Silicon Labs(영문자료)는 원격 제어 전구, 스마트 홈 시스템 및 산업 자동화 공정을 구동하는 전자 칩을 제조하는 기업입니다. 칩 생성에 사용되는 EDA 절차로 인해 각 프로젝트마다 수많은 작은 파일과 디렉터리가 생성됩니다. EDA 워크로드는 메타데이터에 크게 의존하기 때문에 오래된 스토리지 시스템으로 처리할 수 있는 양에는 한계가 있습니다. 이러한 도전과제를 해결하기 위해 실리콘 랩스는 EDA뿐만 아니라 기타 다양한 워크로드를 위한 고성능 데이터 스토리지로 퓨어스토리지의 플래시블레이드를 선택했습니다.

실리콘 랩스는 설계 공정을 가속화하고 대용량 비정형 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 스토리지 솔루션이 필요했습니다. 동시에 다른 워크로드들을 통합 시스템으로 이동해 효율성과 간단함을 향상하고자 했습니다. 자체적인 IT 리소스가 부족하고 여러 곳에 위치해 있었기 때문에 강력한 지원을 제공하는 공급업체와 사용자 친화적인 솔루션이 필요했습니다.

실리콘 랩스는 퓨어스토리지를 사용해 다음과 같은 성과를 얻었습니다.

  • 높은 성능과 안정성을 통해 혁신 속도 향상
  • 단일 플랫폼에서 워크로드를 간소화하는 동시에 전체적인 성능 향상
  • 레거시 HPC 스토리지 대비 특정 기능의 속도를 최대 40배 향상
  • 데이터센터 설치 공간을 85% 줄여 운영 간소화

기타 입증된 결과

다음은 EDA 업계의 기업들이 퓨어스토리지를 통해 달성한 성과입니다.

  • 주요 EDA 공급업체는 빌드 런타임이 10배 향상되고 빌드 수가 두 배로 늘었습니다.
  • 상위 10위에 드는 한 반도체 제조업체는 이제 매년 2억 건의 시뮬레이션을 더 실행하고, 70GB/초와 230만 IOPS에 도달할 수 있게 되었습니다.
  • 주요 EDA 공급업체는 Questa 회귀 런타임을 40% 개선했습니다.
  • EDA 기업들은 래피드파일 툴킷(RapidFile Toolkit, 영문자료)을 사용하여 수백만 개의 파일 작업 속도를 최대 20배까지 높였습니다.

EDA 게임의 판도를 바꿀 준비가 되셨나요? 플래시블레이드//S EDA 워크로드에 이상적인 스토리지 솔루션인지 알아보세요.